淺談數學思維對初中物理教學中的影響

摘 要：隨著我國教育制度和模式的不斷改革，我國的教育事業迎來了全新的氣象，新教育改革的推行使得當下的校園教育更加符合我國當前的國情，國內的教育模式從傳統的灌輸式教育轉變為以培養學生核心素養為主要目的的素質教育模式。隨著教育制度的改變，各學科的教學方式方法也在不斷地探索和創新。有一句話說的非常好，數理化不分家，想要學好物理，那么就必須具有非常良好的數學思維，可以說數學是學好物理的基本所在，有非常多的物理問題都是用數學的方式表達出來的，通過在學習物理過程中結合上數學思維，能夠更好地將物理知識融會貫通。本文針對數學思維在初中物理教學中的積極影響進行淺談。

關鍵詞：數學思維;初中物理;教學

在初中，物理屬于典型的理科性質的學科，學科本身的理論知識和邏輯性問題非常多，學習起來具有一定的難度，理科性質類學科若是沒有掌握正確的學習方法和學習思維邏輯，那么其學習難度就會變得越來越大，導致學生喪失學習物理的信心。物理學科本身是研究一切物體自身物理性質和運動規律以及物質內部結構的一門學科，物理學科中的知識還具有很強的邏輯性和應用性，知識的書面體現往往也是比較抽象的，由于學科自身的特點，使得這門學科掌握起來具有一定的難度。在初中物理課堂教學中，想要使得學生的物理成績迅速地提升，沒有捷徑可走，需要逐步地培養學生解決物理難題的思維模式，加強學生對所學物理知識的應用能力，逐步地提高學生對物理問題的思考過程中的邏輯性和深入理解物理概念和相關的公式。在當下環境中的初中物理教學，傳統的灌輸式教學方法已經跟不上時代發展的要求，當代物理教學首先需要教師引起學生學習物理的興趣，使學生能夠以興趣為動力來提高學習物理的積極性，在物理教學中，教師除了引導學生學習物理知識和分析物理問題，還要積極地引導學生使用教學工具。

一、 數學思維在初中物理教學應用中的重要性

在初中，物理和數學一直都是作為兩門獨立的學科進行教學，但是這兩門學科之間卻存在著非常密切的關聯。由于初中數學和物理是兩門獨立的學科分開進行教學，這就使得學生被動地培養出兩種不同的思維模式。所以當學生再將已經定型的思維模式應用到物理的學習中就會在思考當中出現一定的難度。物理學雖然是一門邏輯性強知識點抽象的學科，但是這不代表著物理學科是一成不變的，所以在初中物理實際教學過程中需要教師不斷地改變教學計劃，讓學生適應知識點的變化，培養學生具有更加廣闊的思維空間。雖然靈活地對物理進行教學會增加學生學習物理知識的難度，但是通過長時間使用這種方法對學生思維的開拓具有非常大的好處。在當下初中的教學過程中，教師要及時地將數學思維融入物理的教學課堂中，通過教師在課堂上的引導，使得學生知道在物理學習中融入數學思維模式的重要性，讓學生對數學思維的應用重視起來。

二、 初中物理教學中數學思維方式的概述

在初中數學課堂教學中，可以發現在數學教學過程中，教學方式和思維模式是一種抽象和具體的關系。數學思維的應用能夠使得學生在學習數學的時候更加地輕松高效，而數學方式則是一種對數學思想具體化的表達。在初中物理教學的過程中，在物理教學中應用的數學思維有分類討論、數形結合、函數與方程、轉化與化歸。

（一） 分類討論思維

將事物按照自身的特點進行分類就是分類討論思維，通過分類以后對這些事物進行類別上的針對性分析研究;這種思維的使用情景就是，當問題達不到統一研究討論要求的時候，這時候就可以使用分類討論思維對問題進行研究和分析，對每一類問題進行針對性的研究分析以后，對討論結果進行綜合隨后得出問題的答案。分類討論思維的核心就是將一個物理問題分成幾個小問題進行研究，通過這種化整為零的方式，使得問題的解答中不會出現重復和遺漏，這種解決問題的思維非常有利于解決物理問題。

（二） 數形結合思維

數字和圖形雖然是兩種呈現方式，但是都是對同一種問題不同方式的體現。數和型都能夠對物理的抽象概念、物理規律以及物理概念和物理規律之間存在的聯系和變化進行準確地描述。數和形這兩種不同的表現方式能夠互相轉化、互相補充、互相映射，二者時間存在著非常緊密的聯系。例如，想要讓學生理解磁性的概念，這時候借助數學思維方式進行教學的效果會非常的好，利用數形結合的思想方式，將磁場用圖形的方式表現出來。在物理的學習中使用數形結合的思維模式能夠將很多抽象的物理問題變得具體簡單化。數形結合是物理解題中常用到的一種方式方法，使用圖形將物理中量的變化關系用直觀地形式表現出來，例如在物態變化這一章節中，采用了溫度和時間圖像變現出物態變化中晶體的熔化、液體的沸點等特點，圖像法具有更加直觀和概括力強等特點，能夠直觀的將物質變化特點展現在我們面前，使用圖像法解題的一般過程為：看清圖像中橫縱坐標所表示的物理量;明確坐標上的分度值;正確認識坐標標示的物理意義，利用圖像交點坐標、斜率、截距交點和圖像與坐標所包圍的面積進行分析計算;根據圖形坐標對題目中已經計算過的數據展開討論。

（三） 函數與方程思維

函數與方程思維指的是使用函數的形式，例如使用反比例函數和一元一次函數將物理問題中存在的等量關系使用數學的方式變現出來，然后通過函數方程組的相關性質來解決物理問題的一種思維模式，通過使用數學方式計算出最后的結果，但是對最后計算出來的結果需要學生了解其正確的含義。物理量之間的這種互相關系，能夠巧妙地借助數學模型，這就達到了數學和物理相結合的目的，使用這樣的解題方式能夠幫助學生更好地學習物理知識和解決物理問題。例如，有一只裝滿了水的水杯，其質量是1千克，在裝滿密度為0.8×103千克/米3的酒精時總的質量變為0.6千克，對這個水杯裝滿1.8×103千克/米3的硫酸時的總質量進行求解。

這個時候就可以通過代數的形式設水杯的質量為M，體積是V，通過對題目的解讀能夠列出以下的方程式：M+1×1000×V=1，M+0.8×1000×V=0.6;通過列出方程組就能夠求出M和V的具體數據，然后在對裝滿硫酸杯子的總質量求和就能夠得到題目答案。

（四） 轉化與化歸的思維

在初中物理的學習中，學生可以通過這種方式將沒有了解的問題通過以及熟悉掌握的知識轉化過來，通過不斷的轉化漸漸熟悉新的知識。在初中物理中，歸化思維不單作為一種特殊的解題思維，還是一種非常基礎的解題技巧，是一種非常高效的思考方式和解題技巧。歸化和轉化這兩種思維在初中物理學習中主要是體現在極限思想、統計思想、數形結合思想，通過靈活地在解題過程中應用這些思考方式能夠更加高效地解答題目。例如在解題過程中使用類比法，通過對比找到兩個問題之間存在的共通性，主要是通過對已知對象的性質向未知一類對象轉化。能夠快速地解決一些結構比較復雜的問題。類比的方式不斷能夠使得學生的解題速度和準確率更高，而且非常有利于學生快速高效地記憶物理知識點。再例如在物理中經常會用到的統計思維模式，在研究一些自然物體的性質和結構時，我們發現有些事物是非常具體的，有些事物以及現象是非常模糊的，在這種確定與不確定之間就需要我們采用統計法去解決問題。通過教師的引導，合理地使用統計法能夠達到事半功倍的效果，能夠讓學生更加高效地記憶物理知識和解決物理問題。

三、 數學思維在初中物理教學中的滲透方法

（一） 通過了解學生調整學習難度

在當下的初中各學科的教育中，教學的主要目的依然是為了提高學生的學科考試成績。所以出于這個原因，在現下初中物理教學過程中，教師還是會將學生在物理學科中的解題能力和考試應對能力側重培養。學生在學習物理過程中不斷地刷題掌握各種物理應試技巧，這最終的目的就是為了提升自己考試成績。但是這樣的教學模式中，學生機械化地去學習知識只會讓學生逐漸地喪失學習興趣和創新思維，給學生自身帶來了非常大的壓力。所以初中物理教師應該主動地去打破當下的教學局面，打破以教師為主體的教學方式，要對學生的個人情況進行全面的了解，根據學生的實際情況來調整教學的難度，由于物理知識相對來說比較抽象，所以使用數學思維模式能夠有效地調動學習積極性，提高學生自身解決問題的能力。

（二） 培養學生解題能力，讓學生主動使用數學思維解題

初中學生的思維能力處于發展階段，思維能力和應用能力還處于較低階段。所以教師在初中物理教學過程中，在學生學習物理知識和解決物理難題的時候，教師應主動引導學生去使用數學思維思考，使得學生發現物理和數學之間的共通性。在課堂上要營造出一個積極的氣氛，通過使用公式，讓學生能夠體會到物理自身的魅力所在。教師積極地引導學生在物理中使用數學思維，讓學生主動地接收這種解題方式，提高物理的解題能力。

四、 結束語

在初中物理課堂教學中，想要使得學生的物理成績迅速的提升，沒有捷徑可走，需要逐步地培養學生的解決物理難題的思維模式，加強學生對所學物理知識的應用能力，逐步的提高學生對物理問題的思考過程中的邏輯性和深入理解物理概念和相關的公式。

參考文獻：

[1]蘇文旭.數學思維方法在初中物理教學中的應用研究[J].學周刊，2018（35）：49-50.

作者簡介：

何志海，福建省晉江市，晉江市陶英中學。